(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、火災発生時にスプリンクラーと排煙装置の双方を確実に作動させ、なおかつスプリンクラーの散水よりも先に排煙をおこなうことである。【解決手段】  本発明では、熱感知部によって感知した温度に基づいて散水するスプリンクラーと、建築物の天井裏に設けられ、屋内の天井に開口した天井開口部と屋外に向けて開口した屋外開口部とを繋ぐ排気通路部と、この排気通路部に設けられ、煙感知部からの信号に基づいて排気を行う空気流出装置と、からなる防災装置において、前記熱感知部が前記天井開口部の内で室内に臨ませて設けられると共に、前記煙感知部が前記排気通路部に設けられたことを特徴とする防災装置とした。【選択図】  図１
2005230261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱感知部によって感知した温度に基づいて散水するスプリンクラーと、
建築物の天井裏に設けられ、屋内の天井に開口した天井開口部と屋外に向けて開口した屋外開口部とを繋ぐ排気通路部と、
この排気通路部に設けられ、煙感知部からの信号に基づいて排気を行う空気流出装置と、
からなる防災装置において、
前記熱感知部が前記天井開口部の内で室内に臨ませて設けられると共に、前記煙感知部が前記排気通路部に設けられたことを特徴とする防災装置。
【請求項２】
熱感知部によって感知した温度に基づいて散水するスプリンクラーと、
建築物の天井裏に設けられ、屋内の天井に開口した天井開口部と屋外に向けて開口した屋外開口部とを繋ぐ排気通路部と、
この排気通路部に設けられ、前記熱感知部よりも低温で作動する低温度熱感知機能部からの信号に基づいて排気を行う空気流出装置と、
からなる防災装置において、
前記低温度熱感知機能部が前記天井開口部の内で前記スプリンクラーを覆い室内に臨ませて設けられ、かつこの低温度熱感知機能部が前記天井開口部より落下する際の信号に基づいて前記空気流出装置が排気行うことを特徴とする防災装置。
【請求項３】
前記空気流出装置は、室内の換気を目的として排気を行う時よりも小さい風量で常時動作していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防災装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災発生時等に発生した炎の消火および煙の排気を行なうスプリンクラーおよび排煙装置の両方を確実に動作させる防災装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災の多くは炎および煙が発生し、火災による死因も煙の吸引や一酸化炭素中毒、焼死が大半をしめる。そこで近年、建物にはスプリンクラーと排煙装置の双方が備えられ、被害を最小限に抑えようとしている。
排煙装置は、煙感知器と排煙口と排煙機を有しており、排煙口の開放手段には、煙発生を認知した者が手動で行うタイプと、煙感知器の作動に連動して自動で行うタイプがあるが、何れも排煙口が開放されたことを感知した後、自動で排煙機が作動し、煙を排気する。
またスプリンクラーは、上記排煙装置とは連動せず単独で作動し、スプリンクラーの熱感知部で火災を検知し、散水を行い消火する。
ところが、一般に火災の時には煙感知が最初に作動する。そのため、煙感知器に連動した排煙装置が働き、熱を持った煙が排煙装置により排気されることとなる。しかしながらこれにより、スプリンクラーの熱感知部への熱移動が遅れ、もしくは熱移動が行なわれず、スプリンクラーの作動が遅れ、もしくは作動しないことがある。
【０００３】
ところで、上記問題を解決するため、スプリンクラーヘッドと煙感知器を含む排煙装置を近接させて天井に設けると、以下の理由により、スプリンクラーの散水がうまくいかない。
スプリンクラーは設置した部屋の壁全面を濡らすため、水平に散水する構造になっている。これに煙感知器を近接させて設置すると、同一の天井面に両者を設置するため、煙感知器が天井から凸状に突き出した状態になり、スプリンクラーより水平方向に散水された水が当たり、その方向の壁を濡らすことができなくなるのである。
【０００４】
また、排煙装置を煙感知器と連動させずに、スプリンクラーからの散水を検出し散水検出信号により排煙装置を作動させることで（例えば、特許文献１参照）、上記問題を解決することはできるが、火災の際にスプリンクラーにて散水を行なうと炎は鎮火するものの、散水により煙が発生し、一酸化炭素の濃度が上がる。すなわち排煙を始める前にすでに人体に有害な一酸化炭素の濃度の高い煙が充満しているという新たな問題が発生する。（例えば、非特許文献１参照） 
【特許文献１】特開２００３−２２５３２２号公報
【非特許文献１】住宅防火に関する研究  季刊「セキュリティ」セキュリティワールド社出版  １９９９年Ｎｏ.９  60〜63頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、火災発生時にスプリンクラーと排煙装置の双方を確実に作動させ、なおかつスプリンクラーの散水よりも先に排煙を行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１では、熱感知部によって感知した温度に基づいて散水するスプリンクラーと、建築物の天井裏に設けられ、屋内の天井に開口した天井開口部と屋外に向けて開口した屋外開口部とを繋ぐ排気通路部と、この排気通路部に設けられ、煙感知部からの信号に基づいて排気を行う空気流出装置と、からなる防災装置において、前記熱感知部が前記天井開口部の内で室内に臨ませて設けられると共に、前記煙感知部が前記排気通路部に設けられたことを特徴とする防災装置とした。
【０００７】
これにより、火災が起こった際に発生した煙は密度が低いため上昇し、排気通路部まで達し、煙感知部にて煙を感知後、煙感知器の作動信号により空気流出装置が作動し、屋外へ排出される。またこの火災により生じた煙は高熱であり、この高熱の煙は、排気通路部のもっとも上流である天井開口部に設置されたスプリンクラーの熱感知部を通過する。
【０００８】
請求項２では、熱感知部によって感知した温度に基づいて散水するスプリンクラーと、建築物の天井裏に設けられ、屋内の天井に開口した天井開口部と屋外に向けて開口した屋外開口部とを繋ぐ排気通路部と、この排気通路部に設けられ、前記熱感知部よりも低温で作動する低温度熱感知機能部からの信号に基づいて排気を行う空気流出装置と、からなる防災装置において、前記低温度熱感知機能部が前記天井開口部の内で前記スプリンクラーを覆い室内に臨ませて設けられ、かつこの低温度熱感知機能部が前記天井開口部より落下する際の信号に基づいて前記空気流出装置が排気行うことを特徴とする防災装置とした。
【０００９】
これにより、火災の際に、スプリンクラーヘッドが散水する前に、スプリンクラーを覆っている低温度熱感知機能部がまず火災を感知し、その作動信号により空気流出装置が作動し、煙を排出することで、散水前に確実に排煙を開始することができる。その後請求項１と同様に、火災で生じた高熱の煙を空気流出装置が引き込み、スプリンクラーの熱感知部を通過する。
【００１０】
請求項３では、請求項１，２の空気流出装置を、室内の換気を目的として排気を行う時よりも小さい風量で常時動作していることを特徴とすることとした。
【００１１】
これにより、空気流出装置により常時、室内空気を排気通路部に吸引することができ、火災時の場合に、火災のより早い段階で、煙感知部または低温度熱感知機能部が作動し、空気流出装置の出力をあげて動作させ火災の煙を排煙させる。そしてさらに請求項１、２と同様に火災で生じた高温の煙がスプリンクラーの熱感知部を通過する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明により、火災によって発生した煙を、感知の早い煙感知部により感知し、その作動信号により火災初期の段階で空気流出装置にて排気を行なうことができる。またこの空気流出装置が作動することで、火災時の高熱の煙が確実にスプリンクラーの熱感知部に当たり、散水を開始することができる。また、スプリンクラーの散水の前に排煙を開始することができ、スプリンクラーの散水による一酸化炭素の濃度上昇や、火災進行後の煙充満による逃げ遅れを防ぐことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明により、スプリンクラーを覆った低温度熱感知機能部により火災初期の段階で火災の熱を感知し、その作動信号により空気流出装置にて排気を行なうことができる。またこの空気流出装置が作動することで、火災時の高熱の空気や煙が確実にスプリンクラーの熱感知部に当たり、散水を開始することができる。また、スプリンクラーの散水の前に排煙を開始することができ、スプリンクラーの散水による一酸化炭素の濃度上昇や、火災進行後の煙充満による逃げ遅れを防ぐことができる。
【００１４】
請求項３記載の発明により、空気流出装置を、室内の換気のために常時動作させることで、火災のより早い段階で空気流出装置にて排気を行なうことができ、またこの空気流出装置が作動することで、スプリンクラーヘッドから確実に散水を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態として、戸建の住宅に防災装置を設置した場合のシステム図である。図１において、水道本管から枝分かれして各家庭に引き込まれる水道元管１に連通して量水計を含むメーターボックス２が設置され、その下流にて一般給水配管３と、住宅用スプリンクラー配管４とが分岐されている。
【００１６】
一般給水配管３と住宅用スプリンクラー配管４は鋼管を用いてもよいが、鋼管は長年経過すると、配管内に錆が発生するため、衛生上悪いだけでなく、住宅用スプリンクラーのように水圧が必要な場合には、圧力損失が大きくなることから消火に支障をきたす可能性がある。また配管の施工性も考慮して、本実施形態では架橋ポリエチレンなどの合成樹脂製の管を使用した。
【００１７】
一般給水配管３の下流には給水ヘッダー５が設置され、図示していない洗面化粧台や浴室の水栓機器へ分岐接続されている。
【００１８】
住宅用スプリンクラー配管４の下流側端部には、住宅用スプリンクラー継手５１が取付けられ、この住宅用スプリンクラー継手５１には、スプリンクラーヘッド５２と、火災の熱を初期の段階で感知する低温度熱感知機能部５３とが設けられており、これらにより住宅用スプリンクラー５０を形成している。低温度熱感知機能部５３は火災の熱により一定の温度に達すると作動し、信号線６０を介して警報ブザー５７を鳴動させる。
【００１９】
住宅用スプリンクラー継手５１の下流には、住宅用スプリンクラー二次側配管６を介して大便器７が接続されている。このようにすることで給水元管１から流入した水は、住宅用スプリンクラー配管４、住宅用スプリンクラー継手５１、住宅用スプリンクラー二次側配管６を通過し、大便器７に給水される。大便器７を定期的に使用する事で住宅用スプリンクラー配管経路には停滞水が発生することがなく、バクテリアや細菌が発生することがない。
本実施形態では、大便器７を図示しているが、これは浴室のシャワー水栓、または、洗濯機等の、定期的に使用する給水栓であればどのようなものが接続されてもよい。
【００２０】
図２は、図１の住宅用スプリンクラー５０の天井１０への設置部近傍の横部分断面図を表したものである。図２において、天井１０は、スプリンクラーヘッド５２を中心として円状の天井開口部６７を有している。この天井開口部６７は、点検カバー７４によって塞がれており、本実施形態の天井開口部６７の大きさは、住宅用スプリンクラー５０等を点検できるように直径２００ｍｍ程度とした。またこの点検カバー７４は方向性を持たない開口スリット６８と、中心に開口部６９を有しており、点検カバー７４の開口部６９からは、低温度熱感知機能部５３が部屋内部に露出している。
【００２１】
次に点検カバー７４の固定方法について図３を用いて説明する。図３は点検カバー７４の固定部の部分拡大図である。天井開口部６７の周縁に取付枠７５がネジ７６にて取付けられ、取付枠７５の溝７７と点検カバー７４の爪７８が勘合することにより点検カバー７４が固定されている。また点検カバー７４を鉛直下向きに引っ張ることで前述の勘合が外れ、容易に取り外すことができるため、点検しやすい構造となっている。
【００２２】
ここで住宅用スプリンクラー５０の動作について図２および図６にて説明する。火災発生時には低温度熱感知機能部５３内の半田５４が火災の熱によって溶断し、取付座７９に取付けられた低温度熱感知機能部５３が落下する。
【００２３】
低温度熱感知機能部５３は、図６に示すように椀型状カバー７０覆われた、半田５４、取付キャップ本体８０、コイルスプリング８１、支持バネ８２、ストッパー８３および磁石５５からなっている。
半田５４により取付キャップ８０が椀型状カバー７０に接合され覆われている。その取付キャップ本体８０が支持バネ８２の端部のストッパー８３により取付座７９に取付けられている。取付キャップ本体８０には磁石５５が固定されている。
【００２４】
火災が発生すると、半田５４が火災の熱によて溶断し、取付キャップ本体８０から椀型状カバー７０が落下する。この際コイルスプリング８１は、より確実に取付キャップ本体８０から椀型状カバー７０が外れるよう付勢するものである。
椀型状カバー７０が外れると支持バネ８２の付勢力が開放され、ストッパー８３が取付座７９より外れ、取付キャップ本体８０が落下する。
ここで半田５４は、スプリンクラーの構造に依存するが、熱感知部１１内の高温半田の溶融温度である約７２℃より低温である６０℃前後で溶融するものが望ましい。
【００２５】
取付キャップ本体８０に取付けられた磁石５５が落下し、この磁石５５の直上にあった近接スイッチ５６が作動する。この近接スイッチ５６の作動信号より、信号線６０を介して警報ブザー５７が鳴動する。
このようにして低温度熱感知機能部５３が落ちたスプリンクラーヘッド５２からは感熱板１２が露出する。
その後、火災により感熱板１２が加熱され、感熱板１２の温度が上昇すると、感熱板１２より熱を受けた熱感知部１１内の高温半田の温度が溶融温度の約７２℃に達して溶け、散水ノズルから消火のための散水が行なわれる。
【００２６】
図４は図１の天井裏８の部分拡大図である。住宅用スプリンクラー５０の上部には、住宅用スプリンクラー５０を覆うように天井１０の天井裏８内に箱体６１が配置され、箱体６１の内部には煙感知器６２が配設される。箱体６１は、あらかじめ決められた大きさで作製したものを現場に納入してもよいが、天井裏８の高さが現場によってさまざまであるので、住宅施工時に現場にて作製してもよい。その際、煙感知器６２は箱体６１にあけた開口部６３の近傍に設置する。この場合、排気通路部は、箱体６１とダクト６５である。
また、天井１０と箱体６１の隙間や、住宅用スプリンクラー配管４および住宅用スプリンクラー二次側配管６と、箱体６１の隙間があると、隙間より天井裏８の箱体６１外側からの空気をも排気し、煙の排気風量が低下するために、パテやパッキン等で塞いだ方が良い。箱体６１には開口部６３が開けられ、屋外９への外壁７２に開けられた屋外開口部６４とダクト６５にて隙間なくつながれている。
また屋外開口部６４には室内の空気を屋外９へ排気するための空気流出装置であるファン６６が設置されている。ファン６６はシロッコファン、プロペラファン、ターボファン、クロスフローファンなどを用いる。また風量が十分であれば、ファン６６を中間ダクトファンにしてもよい。
ただし、火災の際には、排気風量が十分となるよう火災の部屋と避難経路以外からは排気しないよう電動シャッターなどの処置を行なうことが望ましい。
【００２７】
本実施形態の動作について図４を用いて説明する。住宅で火災が起こった際には、炎と同時に煙が発生する。発生した煙は高温であり、密度が低いため、発生と同時に天井１０にまで素早く上昇する。天井１０まで達した煙は点検カバー７４の開口スリット６８より進入し、箱体６１内に設置した煙感知器６２が煙を感知する。このように大抵の火災の場合には、この煙感知器６２が最も早く火災を感知する。
その後、煙感知器６２が作動した信号が、信号線７３を介して空気流出装置であるファン６６に伝達され、ファン６６が回転することにより、煙はダクト６５を通過し、屋外９へ排出される。  
【００２８】
またファン６６が回転したことにより、火災の熱や高温の煙を含む熱気流が確実に低温度熱感知機能部５３に当たる。よってその後、前述のように半田５４が溶け、低温度熱感知機能部５３が落下し、警報ブザー５７が鳴動する。ファン６６は警報ブザー５７が鳴動後も回り続けるため、更にスプリンクラーヘッド５２下方の熱感知部１１にも熱気流を当て続け、図示しない高温半田を溶かし、確実に散水にいたる。
これにより、スプリンクラーと排煙装置を確実に動作させることができ、しかも散水による一酸化炭素濃度の上昇の前に排煙を開始することができる。
【００２９】
本実施形態では、煙感知器６２と、スプリンクラーヘッド５２に低温度熱感知機能部５３を有する住宅用スプリンクラー５０の両方を設置したが、必ずしも両方を備える必要はない。低温度熱感知機能部５３を有しない一般的なスプリンクラーヘッドの場合でも上述のように、煙感知器６２が煙を感知し、排煙を行い、火災の熱や高温の煙を含む熱気流が確実にスプリンクラーヘッド下方の熱感知部に当たり、熱感知部が作動し散水が行なわれる。
【００３０】
また、本実施形態の別の例として、煙感知器６２がなく、低温度熱感知機能部を有するスプリンクラーを用いた場合について、前述の天井裏の拡大図４に相当する図５を用いて説明する。図５において、図４記載のような煙感知器６２や信号線７３を有していないが、近接スイッチ５６から信号線６０と並列に、ファン６６までの信号線５８を有している。
【００３１】
この場合の動作を説明すると、火災の初期の段階では発生した熱や高温の煙は密度が低いため上昇し、天井面に設置したスプリンクラーを覆った低温度熱感知機能部５３に達し、低温度熱感知機能部５３が落下し、近接スイッチ５６が作動する。この作動信号が、信号線６０を介して警報ブザー５７に伝達されるとともに、信号線５８を介して空気流出装置であるファン６６に伝達され、ファン６６が回転することにより、煙はダクト６５を通過し、屋外９へ排出される。またこのことにより、火災の熱や高温の煙を含む熱気流が確実にスプリンクラーヘッド５２下方の熱感知部に当たり、熱感知部が作動し、散水が行われる。こうすることにより、スプリンクラーの散水よりも先に排煙を開始することができる。
【００３２】
上述した図４及び図５の実施例において、空気流出装置であるファン６６を２４時間常時動作させた場合には、ファン６６の換気風量は通常、住宅全体を０.５回/ｈ以上換気できるようにし、火災の際には、煙感知部の作動信号または低温熱感知機能部の作動信号にもとづき、さらに高風量となるようにファンの回転数を切替える。このようにすることで、火災のより早い段階で排気を行うことができる。またこの空気流出装置が常時動作することでスプリンクラーヘッド下方の熱感知部が確実に作動し、散水を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態におけるシステム図である。
【図２】本発明の実施形態における住宅用スプリンクラーの設置部の部分横断面図である。
【図３】本発明の実施形態における点検カバーの固定部の部分拡大図である。
【図４】本発明の実施形態における天井裏の拡大図である。
【図５】本発明の実施形態における別の例の天井裏の拡大図である。
【図６】図２のＡ部拡大図
【符号の説明】
【００３４】
１…水道元管
２…メーターボックス
３…一般給水配管
４…住宅用スプリンクラー配管
５…給水ヘッダー
６…住宅用スプリンクラー二次側配管
７…大便器
８…天井裏
９…屋外
１０…天井
１１…熱感知部
１２…感熱板
５０…住宅用スプリンクラー
５１…住宅用スプリンクラー継手
５２…スプリンクラーヘッド
５３…低温度熱感知機能部
５４…半田
５５…磁石
５６…近接スイッチ
５７…警報ブザー
５８…信号線
６０…信号線
６１…箱体
６２…煙感知器
６３…開口部（箱体）
６４…屋外開口部
６５…ダクト
６６…ファン
６７…天井開口部
６８…開口スリット
６９…開口部
７０…椀型状カバー
７２…外壁
７３…信号線
７４…点検カバー
７５…取付枠
７６…ネジ
７７…溝
７８…爪
７９…取付座
８０…取付キャップ本体
８１…コイルスプリング
８２…支持バネ
８３…ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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